內燃機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內燃機，其具有燃燒發動機(Verbrennungsmotor)、廢氣線路、新鮮氣體線路(Frischgasstrang)、帶有集成到廢氣線路中的渦輪和集成到新鮮氣體線路中的壓縮機的廢氣渦輪增壓器以及具有調整器(Trimsteller)，通過調整器能夠改變壓縮機入流(Verdichteranstromung)的橫截面。
【背景技術】
[0002]經由燃燒發動機的新鮮氣體線路所輸送的新鮮氣體在壓縮機中被壓縮。在此，壓力提升取決于壓縮機的工作輪(Laufrad)的轉速以及經由工作輪所引導的新鮮氣體的質量流(Massenstrom)。在壓縮機特性場(Verdichterkennfeld)的栗極限(Pumpgrenze)的方向上由于相對于圓周速度減小的流入速度工作輪葉片的進入棱邊的流入在壓力側增加地實現，也就是說，流入的發生持續增加。從該發生的與運行點相關的極限值、栗極限起，流動在進入棱邊處剝離且在壓縮機中的流動變得不穩定。
[0003]在栗極限的范圍中，在壓縮機的殼體輪廓的區域中形成少脈沖的流體的回流區(RUckstrSmgebiet)。該所謂的回流泡(RUckstrSmblase)由于禍旋和混合損失在栗極限的方向上導致壓縮機效率的下降。但在工作輪的輪轂輪廓(Nabenkontur)的區域中，多脈沖的且損失較少的核心流動(KernstrSmung)還接近栗極限伸延通過壓縮機，該核心流動確定質量流量(Massendurchsatz)和壓力建立(Druckaufbau)。
[0004]調整器用于使在高壓縮比的情況下壓縮機特性場的栗極限向低質量流的方向移動。同時，調整器可在栗極限的范圍中引起壓縮機效率的提升。對此，調整器包括一裝置，通過其能夠改變流入橫截面(在其中壓縮機的工作輪被流入)。通過如此實現的調整器的噴嘴效應(DUsenwirkung)，隨著調節干預(Regeleingriff)增加(流入橫截面減小)可將壓縮機入流更強地聚集到壓縮機工作輪的靠近輪轂的流動橫截面上。由此，更少的流體流到回流泡的少脈沖的且有損失的區域中并且使在靠近輪轂的區域中的核心流動加速且由此附加地穩定。在壓縮機的靠近輪轂的區域中的流動的加速附加地導致壓縮機入流的抽吸側移動，這可有助于流動的進一步穩定化。核心流動的穩定化導致壓縮機特性場的栗極限期望地向廢氣的較少的質量流移動。在不期望的調節干預(調整器完全打開)下，在壓縮機之前盡可能開啟新鮮氣體線路的整個橫截面，從而在壓縮機入流中盡可能不產生附加的摩擦或節流損失。壓縮機效率和壓縮機特性場的寬度因此在堵塞界限(Stopfgrenze)的方向上不顯著地被調整器負面影響。
[0005]通過借助于調整器栗極限的移動和同時壓縮機效率的提升可改善增壓的內燃機的動態響應特性以及部分負載運行(Teillastbetrieb)。通過改善的系統效率，在部分負載范圍中的排氣背壓(Abgasgegendruck)可降低，由此內燃機的消耗降低。通過效率提升和栗極限的移動，最大的發動機扭矩可在發動機轉速較低時已能夠達到且因此改善內燃機的瞬態響應特性。
[0006]這種類型的內燃機由文件DE 10 2010 026 176 Al已知。那里的調整器包括錐體(Konus)，其在一實施形式中由多個薄片(Lamelle)構成。薄片布置在兩個層中，其中，每層的薄片彼此相間隔且這兩層彼此旋轉錯位，使得一層的薄片遮蓋在相應另一層的薄片之間的間距。借助于可在縱軸方向上移動的、在外側圍繞薄片的環可使薄片的構造錐體的排出橫截面(Austrittsquerschnitt)的端部徑向移動。由此，排出橫截面的和因此流入橫截面(在其中壓縮機的工作輪被流入)的尺寸改變。
[0007]在當今的內燃機中越來越多地使用低壓-廢氣再循環(ND-AGR)以達到法律規定的排放極限值。在廢氣渦輪增壓器的渦輪下游所取出的廢氣在此經由輸送在廢氣渦輪增壓器的壓縮機之前被導入且與新鮮氣體一起被壓縮機抽吸。在此，再循環的廢氣的導入應在壓縮機之前盡可能靠近地實現，以避免在新鮮氣體中的不期望的冷凝物形成或者保持較少。為了調節ND-AGR率，大多將調節閥集成到在壓縮機入口之前的ND-AGR導入管路中。
[0008]不僅ND-AGR的輸入管路而且調整器受功能限制應盡可能近地布置在壓縮機的工作輪之前，這導致競爭的結構空間情況。
【發明內容】
[0009]從該現有技術出發，本發明目的在于說明一種用于將ND-AGR集成到這種類型的內燃機中的有利的可能性。
[0010]該目的通過一種根據獨立權利要求1的內燃機來實現。其有利的設計方案是從屬權利要求的內容且由本發明的接下來的說明得出。
[0011]帶有(至少一個)燃燒發動機、(至少一個)廢氣線路、(至少一個)新鮮氣體線路、具有(至少一個)集成到廢氣線路中的渦輪和(至少一個)集成到新鮮氣體線路中的壓縮機尤其徑向壓縮機的(至少一個)廢氣渦輪增壓機以及帶有(至少一個)調整器(通過其可改變壓縮機入流的橫截面)的這種類型的內燃機根據本發明具有(至少一個)低壓廢氣再循環(ND-AGR)，通過其將廢氣在渦輪下游從廢氣線路中取出且可在壓縮機上游導入新鮮氣體線路中，其中，ND-AGR的(至少一個)通入口(MUndung)布置在調整器的區域中、也就是說在新鮮氣體線路的與調整器或調整器的改變壓縮機入流的橫截面的元件相同的區段中。
[0012]通過將ND-AGR的通入口集成到調整器中可實現，不僅調整器而且ND-AGR的通入口盡可能靠近壓縮機工作輪的進入側布置。由此解決這兩個部件的結構空間競爭(Bauraumkonkurrenz)。
[0013]通過內燃機的根據本發明的設計還可實現另外的優點，如這接下來所指出的那樣。尤其有利地可設置成，通入口的集成和調整器或改變壓縮機入流的橫截面的元件的設計被選擇成使得還可借助于調整器控制或調節被導入新鮮氣體線路中的廢氣的量。可動的、改變壓縮機入流的元件相應地優選地可布置和構造成使得其用作用于ND-AGR的控制閥或調節閥。該設計方案可尤其有利地實現，因為燃燒發動機的可合理地使用ND-AGR的運行區域通常與壓縮機在栗極限附近相應的運行相聯系。尤其ND-AGR率的提高可與壓縮機在壓縮機特性場中的運行點在栗極限的方向上的移動相聯系，從而優選地可設置成，調整器在壓縮機入流的橫截面減小時增大用于廢氣的通過橫截面(Durchlassquerschnitt)。相應地，經由ND-AGR導回的廢氣的量可成比例于流入橫截面的減小通過調整器來提高。
[0014]在流入橫截面的減小對于壓縮機的運行不再必需且因此還應被避免的燃燒發動機的運行狀態，為了避免節流損失，通常也不再需要經由ND-AGR的廢氣再循環。因此優選地可設置成，通過橫截面可借助于調整器完全封閉。
[0015]調整器在一優選的設計方案中可具有布置在管形的殼體(新鮮氣體線路的區段)內的、漏斗形的壁系統(Wandsystem)，其中，壁系統的排出橫截面通過壁系統的或多或少實現的張開可改變，且其中，用于廢氣的通過橫截面構造在壁系統與殼體之間。特別優選地，ND-AGR的通入口在此可布置在壁系統的區域中。相應地，壁系統可用作用于ND-AGR的AGR閥的閥體，其中，壁系統在完全張開、也就是說壓縮機工作輪的流入橫截面盡可能最大時使用殼體的區段作為閥座。這是借助于調整器、結構簡單地且因此成本有利地實現再循環的廢氣的調節。然而即使調整器可承擔AGR閥的功能，也可設置有單獨的AGR閥。當應實現ND-AGR的獨立于調整器或獨立于其對AGR再循環率(AGR-RilckfUhrrate)的影響的調節時，這尤其可以是有利的。
[0016]在優選的設計方案中壁系統可具有多個第一壁元件(其在周向上彼此相間隔地環形地來布置)和多個第二壁元件(其在周向上彼此相間隔地環形地來布置)，其中，第二壁元件遮蓋在第一壁元件之間的間距。此外，調整器可具有(例如電氣地、氣動地或液壓地操縱)調節裝置，借助于其第一和/或第二壁元件的構造排出橫截面的端部可在徑向上移動。以該方式，可以結構上簡單的方式來提供可調節的、漏斗形的壁系統，其不使用高彈性材料、例如彈性體(Elastomer)也可以。壁元件因此有利地可由很大程度上硬的材料且尤其(多個)金屬(例如鋼)來構造。
[0017]調節裝置可具有位置識別，其可將壁系統的相應的位置反饋到內燃機的調節電子設備(例如發動機控制器)處，以便將調整器針對性地調整到內燃機的運行點處。
[0018]為了能夠接受由壁元件的排出橫截面的變化產生的角度改變，此外優選地可設置成，壁元件可旋轉地支承在構造壁系統的進入橫截面的端部處。
[0019]在此特別優選地可設置成，壁元件中的至少一些曉板式地(wipenartig)來支承，從而在這些壁元件的構造排出橫截面的端部徑向指向內移動時使這些壁元件的構造進入橫截面的端部徑向向外移動，這與(至少一個)彈簧元件的彈性預緊相聯系。由此以簡單的方式可利用壁系統彈簧加載到其打開的位置中來實現可旋轉的支承。
[0020]壁元件還可(至少部分地)在構造壁系統的進入橫截面的端部處固定地張緊，其中，角度變化通過壁元件的彈性變形來接受。因為變形在此比較小，這也可在例如由(多個)金屬構成的壁元件中實現。由此必要時可落到用于將壁系統加載到其打開的位置中的附加的彈簧元件上。
[0021 ] 優選地可設置成，壁元件具有U形的橫截面，其中，每個第一壁元件的自由的邊腿(Schenkel)的端部分別位于第二壁元件上(且反之亦然)。由此對于在第一壁元件與第二壁元件之間的滑動的相對運動可將阻力保持較小。此外由此可限制壁系統的最大張開。
[0022]調節裝置的優選的結構簡單的設計方案可包括帶有一個或多個引導槽的調節環(Verstellring)，其中，第一和/或第二壁元件在引導槽中被引導成使得調節環的旋轉引起第一和/或第二壁元件的構造排出橫截面的端部的徑向移動。
[0023]根據權利要求7至11的調整器的設計方案獨立于在調整器的區域中ND-AGR的通入口且相對于已知的調整器具有相關的優點。這些設計方案因此是獨立于此的發明。
【附圖說明】
[0024]接下來根據在附圖中所示的實施例來詳細闡述本發明。其中:
圖1以示意性圖示在第一實施形式中顯示了排